Isolierung von Präadipozyten aus Masthähnchen-Kieferembryonen

Fettleibigkeit ist eine globale Gesundheitsbedrohung für Erwachsene und Kinder. Kinder, die übergewichtig oder fettleibig sind, sind etwa fünfmal häufiger fettleibig als Erwachsene, was sie einem signifikant erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes und viele andere Komorbiditäten aussetzt. Etwa 13,4% der US-Kinder im Alter von 2-5 Jahren haben Fettleibigkeit¹, was zeigt, dass die Tendenz, überschüssiges Körperfett anzusammeln, sehr früh im Leben in Gang gesetzt werden kann. Aus sehr unterschiedlichen Gründen ist die Ansammlung von überschüssigem Fettgewebe ein Problem für Masthühner (Fleisch). Moderne Masthähnchen sind unglaublich effizient, akkumulieren aber immer noch mehr Lipid als physiologisch notwendig^{ist 2,3}. Diese Tendenz beginnt kurz nach dem Schlüpfen und verschwendet effektiv Futter, die teuerste Produktionskomponente, indem sie es vom Muskelwachstum weg verteilt. Daher besteht sowohl für Kinder als auch für Masthühner, wenn auch aus sehr unterschiedlichen Gründen, die Notwendigkeit, Faktoren zu verstehen, die die Entwicklung des Fettgewebes beeinflussen, und Wege zu finden, die Fettexpansion früh im Leben zu begrenzen.

Adipozyten bilden sich aus Präadipozyten, aus Fettgewebe gewonnenen Stammzellen, die einer Differenzierung unterzogen werden, um reife, lipidspeichernde Fettzellen zu entwickeln. Dementsprechend sind Präadipozyten in vitro ein wertvolles experimentelles Modell für Adipositasstudien. Diese Zellen, die aus der stromalen vaskulären Fraktion der Fettdepots isoliert sind, können ein grundlegendes Verständnis der molekularen Signalwege liefern, die die Differenzierung und den Stoffwechsel der Adipozyten steuern ^4,5. Kükenembryonen sind ein günstiges experimentelles Modell in Entwicklungsstudien, da die Kultivierung von Eiern nach dem gewünschten Zeitplan die experimentelle Manipulation erleichtert, da sie es ermöglicht, Embryonen ohne das Opfer der Mutter zu erhalten, um eine Reihe von Entwicklungsstadien von Embryonen zu beobachten. Darüber hinaus sind komplizierte chirurgische Eingriffe und längere Zeiträume nicht erforderlich, um Embryonen im Vergleich zu größeren Tiermodellen zu erhalten. Daher bietet der Kükenembryo die Möglichkeit, Präadipozyten aus den frühesten Stadien der Fettgewebeentwicklung zu erhalten. Unterhautfettgewebe wird im Küken um den 12. Embryonaltag (E12) als klar definiertes Depot um den Oberschenkel herum sichtbar. Dieses Depot ist mit hochproliferativen Präadipozyten angereichert, die unter Entwicklungshinweisen aktiv differenziert werden, um reife Adipozyten^{zu bilden 6,7}. Der Prozess der adipogenen Differenzierung ist zwischen Hühnern und Menschen vergleichbar. Daher können Präadipozyten, die aus Kükenembryonen isoliert wurden, als Zweizweckmodell für Studien verwendet werden, die für Menschen und Geflügel relevant sind. Die Ausbeute an Präadipozyten nimmt jedoch mit zunehmendem Alter ab, da die Zellen zu reifen Adipozyten heranwachsen⁵.

Das vorliegende Protokoll optimiert die Isolierung von Präadipozyten aus Fettgewebe während des Stadiums (E16-E18), in dem adipogene Differenzierung und Adipozytenhypertrophie in Masthähnchenkükenembryonen ihren Höhepunkt erreichen⁸. Dieses Verfahren kann die Auswirkungen von Faktoren, denen der sich entwickelnde Embryo in Ovo ausgesetzt ist, wie z. B. die Ernährung von Hühnern, auf die Adipozytenentwicklung und das adipogene Potenzial ex vivo bewerten. Es kann auch den Einfluss verschiedener Manipulationen (z. B. Hypoxie, Nährstoffzusätze, pharmakologische Agonisten und Antagonisten) auf die Adipogenese oder die verschiedenen Ome (z. B. Transkriptom, Metabolom, Methylom) von Adipozytenvorläufern testen. Als Darstellung des frühesten Stadiums der Fettbildung sind die mit diesem Protokoll erhaltenen Zellen wertvolle Modelle für Studien, die für Geflügel und Menschen relevant sind.